Barreiras impeditivas da degradação enzimática

A actividade enzimática quando presente é responsável por parte da degradação observada nos alimentos. É o tipo de degradação mais complexo de inibir pelo facto de as enzimas se revelarem mais resistentes a muitos dos processos de conservação comparativamente, por exemplo, com os microrganismos. Paralelamente à elevada resistência apresentada pelos complexos enzimáticos, estão os mecanismos necessários para a sua inactivação por serem de tal forma drásticos que podem causar nos alimentos alterações indesejáveis, quer a nível sensorial, quer nutricional.

São vários os factores que podem influenciar a actividade enzimática, entre os quais, o pH e a temperatura. Para cada um dos parâmetros, cada enzima possui uma gama óptima de actuação, pelo que, se forem alteradas as condições ideais para a sua acção, esta pode ser retardada ou mesmo inibida (Fellows, 1997).

No que diz respeito à temperatura, a aplicação do branqueamento pode ser uma solução para a inibição da actividade enzimática. Este tratamento é usado com o intuito de inibir a acção das enzimas em vegetais e alguns frutos, no entanto, não é considerado um método de preservação, mas sim um pré-tratamento que é normalmente aplicado na preparação da matéria-prima. Uma pequena porção de vegetais não requer a aplicação do branqueamento (por exemplo a cebola e os pimentos) para prevenir a actividade enzimática durante o armazenamento (Fellows, 1997).

A maioria dos vegetais processados sofre perdas consideráveis na qualidade, se o branqueamento não é realizado, ou se for realizado de forma insuficiente. Para se conseguir uma inactivação enzimática adequada, o alimento é aquecido a uma temperatura pré- determinada, mantido durante algum tempo e arrefecido a temperaturas próximas à ambiente (Fellows, 2006). As alterações térmicas pretendidas devem ser efectuadas o mais rapidamente possível.

As enzimas são, geralmente, sensíveis às condições de calor, especialmente onde as temperaturas oscilam acima do máximo da actividade enzimática. Estas temperaturas elevadas promovem, quase que instantaneamente, uma inactivação (Desrosier, 1982).

Para além da inactivação enzimática este pré-tratamento conduz à redução do número de microrganismos contaminantes na superfície dos alimentos e, portanto, colabora nas operações subsequentes de conservação (Fellows, 2006).

Entre as enzimas que causam perdas na qualidade nutricional e sensorial em frutas e vegetais encontram-se a lipoxigenase, a PPO, a peroxidase (POD), a poligalactorunase, a pectina metilesterase (PME) e a clorofilase. Sendo a POD a enzima mais resistente termicamente encontrada nos vegetais, a sua actividade residual indica que as outras enzimas menos resistentes foram também destruídas (Fellows, 2006). Esta enzima é utilizada como marcador para determinar o sucesso do branqueamento.

O calor recebido pelo alimento durante o branqueamento causa, inevitavelmente, alguns danos na sua qualidade sensorial e nutricional, havendo perda de alguns minerais, vitaminas e outros componentes hidrossolúveis (Fellows, 1997). Perdas de vitaminas devem-se principalmente, à lixiviação, à destruição térmica e, em menor grau, à oxidação. As perdas de ácido ascórbico são utilizadas como um indicador de qualidade do alimento e, portanto, da severidade do branqueamento (Fellows, 2006).

Na Figura 5 está esquematizado o efeito do branqueamento na célula vegetal.

Figura 5 – Efeito do branqueamento nos tecidos celulares

(A = amido gelatinizado; MC = membrana citoplasmática alterada; PC = parede celular pouco alterada; P = pectinas modificadas; N = núcleo e proteínas citoplasmáticas desnaturadas; C =

cloroplastos e cromoplastos distorcidos.)

Geralmente, o binómio tempo/temperatura usado no branqueamento é estabelecido de forma a assegurar uma inactivação enzimática adequada, mas também para prevenir o amolecimento excessivo e a perda de aroma e gosto dos alimentos (Fellows, 1997; Fellows, 2006).

Quando branqueados correctamente, a maioria dos vegetais não sofre modificações significativas no sabor e no aroma, mas o branqueamento inadequado pode levar ao desenvolvimento de aromas indesejáveis durante o armazenamento (Fellows, 2006; Selman, 1987).

O branqueamento, nas condições de tempo/temperatura necessárias para alcançar a inactivação enzimática, causa uma perda excessiva da textura em alguns tipos de vegetais. No sentido de minimizar o amolecimento, sais de cálcio (1 a 2%) podem ser adicionados à água de branqueamento o que induz a formação de complexos insolúveis de pectacto de cálcio e assim, contribui para a manutenção da dureza dos tecidos (Fellows, 2006).

Alternativamente aos tratamentos térmicos como o branqueamento, existem outros que, contrariamente, não levam a alterações tão drásticas no alimento, nomeadamente às referidas perdas nutricionais e sensoriais. Exemplo disso é a utilização de aditivos químicos nomeadamente antioxidantes que, não promovendo os efeitos indesejáveis referidos, colaboram na manutenção das características da matéria-prima.

A utilização de agentes antioxidantes tendo em vista o aumento do tempo de prateleira dos produtos alimentares é uma constante na área da tecnologia alimentar.

Os antioxidantes podem ser definidos como qualquer substância capaz de reduzir, retardar ou prevenir o desenvolvimento de ranço nos alimentos ou a deterioração do aroma, gosto ou cor que se desenvolve como consequência da oxidação (Pokorný & Trojáková, 2001). Segundo os mesmos autores os antioxidantes apresentam a capacidade de inibir ou retardar a oxidação de duas formas,:

1. captando radicais livres (antioxidantes primários), cujo mecanismo de actuação inclui os compostos fenólicos, tais como a Vitamina E (tocoferol);

2. por mecanismos não relacionados com a captação de radicais livres (antioxidantes secundários). Estes mecanismos incluem a sua união a metais, captação de oxigénio, conversão de hidroperóxidos em espécies não radicais, absorção da radiação UV, desactivação de singletos de oxigénio. Normalmente, os antioxidantes secundários só possuem actividade antioxidante na presença de um segundo componente minoritário, o que se pode verificar no caso de agentes sequestradores, tal como o ácido cítrico que só é efectivo na presença de iões metálicos e agentes redutores, e como o ácido ascórbico que é mais efectivo na presença de tocoferóis ou outros antioxidantes primários.

O escurecimento de origem enzimática que ocorre em tecidos de vegetais feridos pelo corte, descasque ou trituração, dá-se imediatamente, isto é, quando enzima e substrato se encontram e a superfície exposta entra em contacto directo com o oxigénio. Dão-se reacções consecutivas que envolvem produtos intermediários como o catecol, a orto- benzoquinona (o-benzoquinona), a orto-quinona e a hidroxiquinona. Por fim, este último composto polimeriza para formar pigmentos castanhos comummente observados nos tecidos feridos (Desrosier, 1982).

De entre os antioxidantes utilizados para controlar o escurecimento enzimático destaca-se por exemplo, o ácido ascórbico. Este antioxidante é bastante usado, tirando-se partido das suas capacidades anti-escurecimento. Como forma sinérgica de inibir o escurecimento enzimático é muitas vezes utilizado o ácido cítrico. Soluções de sais podem também ser utilizadas para controlar alterações de cor. O dióxido de enxofre ou outros compostos sulforados são ainda outra hipótese como agentes eficazes de controlo do escurecimento (Desrosier, 1982).

Os alimentos de origem vegetal contêm frequentemente antioxidantes naturais, tais como tocoferóis, carotenóides ou flavonóides, pelo que estes alimentos podem ser estabilizados pela adição de antioxidantes mais facilmente do que os alimentos de origem animal (Pokorný & Trojáková MSc, 2001).

Os lípidos dos alimentos de origem vegetal (ex.: azeite, óleo) são normalmente mais insaturados que os de origem animal, pelo que a velocidade das reacções de oxidação é maior e os antioxidantes naturalmente presentes nestes alimentos são mais rapidamente consumidos do que nas gorduras animais. A estabilização relativamente à auto-oxidação é então menos eficiente nos produtos vegetais do que nos produtos de origem animal (Pokorný & Trojáková MSc, 2001).

No que diz respeito às frutas e aos vegetais, a sua vida útil é limitada por outros factores além da oxidação dos lípidos, tendo em conta que o conteúdo lipídico destes alimentos é de 1 % ou menos, de tal forma que o efeito do ranço poderá ser disfarçado por outras substâncias mais activas do ponto de vista sensorial (Pokorný & Trojáková MSc, 2001).